三种拱式体系的性能比较

以3种上承式拱式体系为研究对象,按照结构体系概念,考察边界约束条件对不同拱式体系的影响。对有推力体系、部分有推力体系以及无推力体系进行了性能比较：采用解析法求出了主拱内力表达式并用有限元法验证其正确性,利用该公式分析了这3种体系主拱在恒载、温度荷载作用下的水平推力、弯矩、轴力响应及矢跨比参数分析;并采用有限元方法对比研究了3种体系的活载响应、结构刚度及静力稳定性;对这3种体系在不同地质条件下的适应性进行了分析。     

大跨度连续刚构柔性拱组合结构受力效应分析

为研究大跨度连续刚构柔性拱组合结构受力效应,以宜万铁路宜昌长江大桥为背景,在总结该类结构体系特点的基础上,采用桥梁博士分析软件建立全桥平面有限元模型,对全桥桥面施加竖向均布荷载(二期恒载),分析拱梁内力、竖向荷载及跨中截面弯矩的分配;将该桥与孔跨组成及截面尺寸完全相同的连续刚构桥在恒、活载作用下的结构内力进行对比,分析组合结构的拱梁组合效应。分析结果表明:在竖向均布荷载作用下,连续刚构柔性拱组合结构跨中范围吊杆轴力增加较大;结构跨中截面总弯矩绝大部分已转化为拱肋压力与主梁拉力;与连续刚构相比,活载作用下,连续刚构柔性拱组合结构的主梁弯矩显著减小,结构刚度提高较大,柔性拱作用明显。     

大跨度V形刚构拱组合桥拱与梁的刚度研究

首先提出了大跨度V形刚构拱组合桥名义刚度的概念,分析了结构参数对名义刚度的影响,推导出名义刚度理论公式。针对拱梁刚度比的选取及其对结构内力分配的影响进行讨论,分析其对结构内力的影响规律,并得出刚拱柔梁与柔拱刚梁的界定值,最后对已建桥梁名义刚度与拱梁刚度比进行了总结。研究表明,拱梁刚度比可以界定出刚性拱柔性梁和柔性拱刚性梁;连续刚构拱组合桥和V形刚构桥以及拱桥的名义刚度没有明显的区别,这也表明名义刚度可以反映结构的总体刚度。     

新型空间组合拱桥影响结构内力的若干参数研究

以某新型空间组合拱桥为研究对象,通过大型通用有限元程序ANSYS建立空间模型,分析拱梁刚度比和矢跨比对结构内力的影响.     

中承式系杆拱桥结构优化设计

以邓家窑大桥为背景,研究小边跨、边跨仅有桥面系压重、依靠系杆力克服拱脚水平推力的三跨中承式系杆拱桥的桥型及结构参数的优化。优化后的桥型按部分推力拱设计,系杆力只平衡大部分恒载引起的水平推力;拱肋采用混凝土和钢箱的混合结构;边拱、刚性纵梁和主拱拱脚段组成一个三角刚架,整体承担系杆力。对拱肋内倾角、矢跨比、拱轴系数、系杆力和基础形式等结构参数进行研究,结果表明,拱轴系数对拱脚水平推力的影响很小;系杆力是克服拱脚水平推力的最有效方式,通过技术和经济两方面比较,最终选定4排桩+15 000 kN系杆力的基础形式与系杆力最优组合形式。     

刚性吊杆拱加固梁桥结构参数分析

为研究刚性吊杆系杆拱加固梁桥结构参数对桥梁受力性能的影响,指导加固设计优化,以既有城市人行过街天桥主跨钢梁拆墩提载加固工程为背景,运用MIDAS Civil软件,采用累加模型按照实际加固步骤建立加固后桥梁空间有限元模型,计算旧桥钢梁损伤度、拱肋、吊杆、内部约束条件等参数变化下,加固后桥梁结构的最大主应力、位移和自振频率等指标的变化规律,并进行对比分析。结果表明:旧桥钢梁的损伤降低了结构整体刚度;拱轴线形以二次抛物线为最优,1/5是较优矢跨比,拱肋需要具备一定的刚度才能满足受力要求;吊杆刚度及其框架作用对结构整体刚度具有较大影响,对钢梁和拱肋的受力影响较小;拱脚铰接对加固后结构的受力不利。     

公铁两用斜拉-悬索协作体系桥结构参数研究

为探究结构参数对公铁两用斜拉-悬索协作体系桥受力性能的影响,确定结构参数的合理取值,以甬舟铁路西堠门公铁两用大桥为背景,采用MIDAS Civil软件建立该桥杆系有限元模型,计算分析辅助墩、吊跨比、矢跨比及交叉索数量等参数变化对结构竖向刚度、端吊杆活载轴力幅、桥塔弯矩等的影响,提出各结构参数的合理取值建议。结果表明:在边跨设置辅助墩能提高结构的竖向刚度、降低桥塔顺桥向弯矩和端吊杆活载轴力幅;吊跨比越大,结构的竖向刚度越小;矢跨比越大,结构的竖向刚度越大;增加交叉索对数可以降低端吊杆的活载轴力幅,但交叉索数量增至一定数量,端吊杆活载轴力幅值降低趋势趋于稳定;推荐大桥采用边跨设置2个辅助墩、跨中纯悬吊段吊跨比0.3、主缆中跨矢跨比1/6.5、交叉索9对的结构布置。     

槽形梁-拱组合桥主要结构设计特点及静力分析

武汉市轨道交通一号线跨江汉货场主桥为连续槽形梁-拱组合桥,平面位于S形反向曲线上。由于梁体曲率的影响,梁体可能出现弯扭耦合作用,为探明该类桥梁的静力行为,分别采用空间杆系模型、实体-杆系混合模型及实体局部模型进行受力计算分析。结果表明:采用整体和局部相结合的分析方法来控制设计,具有较高的可靠性;平面杆系模型和空间杆系模型纵向应力基本吻合;由于设计活载较轻,且主梁刚度较大,梁体弯扭耦合效应不明显,且对拱肋横撑的内力影响也不大;拱-梁结合部存在一定的局部应力集中,在主梁圆弧顶部出现横向拉应力,但其分布范围较小,在此区域增强普通钢筋即可。     

新月形拱-连续梁组合体系桥优化分析

为研究新月形拱-连续梁组合体系桥的受力特点和力学特性,以福建漳州九龙江大桥主桥为背景,采用空间有限元软件对影响新月形拱稳定性的控制因素以及新月形拱、主梁抗弯刚度变化对结构内力和位移的影响程度进行了参数分析.结果表明:副拱肋对新月形拱的稳定性起决定作用,主副拱肋夹角对新月形拱的稳定性影响可以忽略;恒载和活载分别作用下,新月形拱的主拱肋、副拱肋和主梁抗弯刚度对内力分配的影响规律是一致的,拱肋部分刚度越大,分配到的内力越大,主梁内力和变形减小的程度也越大.     

108 m跨拱梁组合钢桥自振性能分析

运用子空间迭代法分析了跨度为108 m的拱梁组合钢桥的固有模态,得出其频谱特性及三种主要振动形式:竖向、侧向及扭转振动。通过多参数对比分析,指出了矢跨比对钢拱桥自振性能影响最为显著,在矢跨比约1/10处结构基频达最大值,吊杆数目超过5对时,二阶以上频率增长速度趋缓,拱肋刚度、系杆抗弯刚度及吊杆轴向刚度对自振性能影响相对较小。     

尼尔森体系系杆拱桥结构分析

下承式尼尔森体系系杆拱桥造型美观,结构形式新颖,具有较大的承受超载和偏载的能力,运用MIDAS/Civil程序计算分析尼尔森拱在荷载作用下的索力分布,通过对比尼尔森体系拱桥和洛泽式拱桥的内力和变形,对下承式拱桥的吊杆布置方式选择提出建议;并对一座在建尼尔森体系系杆拱桥按高速铁路规范验算拱桥主体结构的刚度及强度,验算结果均满足规范要求,同时也验证了尼尔森体系拱桥能较好地满足高速铁路对桥梁结构的刚度和动力特性的要求.     

南京市三山桥设计研究

以南京市三山桥的设计为研究对象,阐述自锚上承式拱桥的结构构思,研究预应力筋和矢跨比2个关键因素对自锚上承式拱桥拱脚推力的影响,介绍自锚上承式拱桥的预应力筋的优化设计方法.实桥测试结果表明,该设计是可行的.     

成贵铁路宜宾金沙江公铁两用桥主桥钢箱系杆拱桥设计

成贵铁路宜宾金沙江公铁两用桥为山区公铁合建桥梁,主桥为(116+120+336+120+116)m双层桥面拱桥.336 m主拱采用拱墩固结、拱梁分离的钢箱系杆拱,拱轴线为抛物线,矢跨比为1/3.36,拱肋采用钢箱结构,2片拱肋中心间距28.5m.上层铁路桥面采用箱形边主梁、纵横梁体系的正交异性整体钢桥面板,主梁边箱内高...     

两座连续梁拱组合桥设计分析比较

连续梁拱组合桥兼顾了梁桥与拱桥的特点,结构体系新颖,受力复杂,造型优美,近年来得到广泛应用.现详细介绍徐海路沭河大桥和城南大桥的总体布置、主要构造、施工方法、可为同类桥设计、研究、施工提供有益参考.并对两座桥的设计参数及受力特点进行对比分析,包括边中跨比、拱梁刚度比、拱梁荷载比、拱梁弯矩比及结构体系的界定等.根据拱梁的...     

马鞍山长江公路大桥三塔悬索桥钢箱梁设计特色

马鞍山长江公路大桥左汊主桥为三塔两跨悬索桥,其主梁采用钢箱梁结构.根据结构受力合理、施工方便、节省材料等原则设计了钢箱梁.横隔板采用空腹桁架式结构,既满足结构受力要求,又可减轻结构重量、便于施工;在中塔位置采用下横梁与钢箱梁不等高的固结设计,使下横梁内力及钢箱梁应力满足设计要求;塔梁固结设计增大了钢箱梁的竖向刚度,减小了中塔顶主缆的不平衡水平力;在标准节段与塔梁固结段设置变高段使塔梁固结位置应力传递匀顺;将锚拉板与钢箱梁内纵腹板连为一体并伸出钢箱梁顶板,桥面荷载直接通过纵向腹板及横隔板耳板传给吊索,避免了设置复杂的吊索锚固加劲构造及吊索锚固耳板与桥面板间直接承受拉力的焊缝.     

210m下承式钢箱提篮系杆拱桥总体设计

武汉市左岸大道通顺河桥采用210 m下承式钢箱提篮系杆拱桥,为双向六车道带人非混行道的城市快速路桥梁.主拱采用提篮式钢箱拱,主梁采用"钢纵横格子梁+混凝土桥面板"式组合梁体系,主纵梁兼作刚性系梁,主纵梁箱内设置钢绞线柔性系杆索.主体结构采用顶推法施工.桥梁方案的设计构思可为类似工程提供参考.     

祁家黄河大桥设计

祁家黄河大桥为单跨180 m的上承式钢管混凝土拱桥,综述该桥主桥设计。该桥矢跨比为1/5;拱圈采用等截面悬链线,由横哑铃形桁式双肋组成;拱上立柱采用钢管混凝土柱框架结构,桥面板边孔采用20 m空心板梁与路基相接,次边孔采用16 m跨空心板,其余孔均采用标准的13 m跨空心板;该桥采用重力式拱座;拱肋吊段采用内法兰盘连接。该桥采用斜拉扣挂式无支架缆索法施工,利用钢丝绳作扣索,设计中取消了扣塔,直接将部分扣索锚固于桥台处。     

刚性系杆在软土地区上承式坦拱桥中的应用

介绍了预应力技术在上承式拱桥中的研究及应用现状,提出了在上承式拱桥两桥台之间设置预应力混凝土刚性系杆来平衡水平推力的新思路,并结合背景工程,系统地研究了这种结构体系的受力机理、设计方法及结构控制指标,指出了其相对于柔性系杆的优势及适用条件,并针对地基土比例系数m进行了参数敏感性分析。计算结果表明,参数m的取值对结构受力状态影响显著,建议在地质勘察报告提供的取值范围内选取多个值进行试算。     

钢系杆拱桥结构体系设计参数研究

系杆拱桥具有跨越能力大、建筑高度小等优点,在已建高速铁路的国家都得到了应用,但我国至今还没有在高速铁路上实际建成大跨度钢系杆拱桥,设计中还有许多问题需要研究。以大跨度钢系杆拱桥为工程背景,利用有限元程序分析了矢跨比、系梁和拱肋的刚度比、拱肋横向连接系的设置、吊杆布置形式、桥面系对结构力学特性的影响,探讨了上述参数相对较优的方案,供设计人员参考。